DE9408661U1 - Stecker für eine mehrpolige elektrische Steckvorrichtung - Google Patents

Description

Stecker für eine mehrpolige Steckvorrichtung

Die Erfindung betrifft einen Stecker für eine mehrpolige elektrische Steckvorrichtung, insbesondere für den elektrischen Anschluß von Kraftfahrzeuganhängern.

Bei der elektrischen Verbindung eines Kraftfahrzeuganhängers mit einem Zugfahrzeug muß dafür Sorge getragen werden, daß der elektrische Stecker des Kraftfahrzeuganhängers während des Betriebs dauerhaft und zuverlässig in der Steckdose des Zugfahrzeugs sitzt. Dies wurde bei früheren Ausgestaltungen dadurch erreicht, daß ein an der Steckdose angelenkter Dekkel hinter eine entsprechend profilierte Wölbung des in die Steckdose eingesteckten Steckers greift und diesen somit gegen axiales Herauswandern des Steckers aus der Steckdose mechanisch sperrt.

Jedoch ist die bei dieser Form von mechanischer Sperre erreichbare Sicherheit gegenüber unbeabsichtigtem Herauswandern des Steckers noch nicht in jedem Fall optimal. Wenn überlegt würde, den Stecker mit einem drehbaren äußeren Drehring auszustatten, der beispielsweise mit einer Steckdosen-Verriegelung, z. B. in Form eines Bajonettverschlusses, zusammenwirkt, ließe sich die Stabilität und Belastbarkeit der mechanischen Verbindung zwischen Stecker und Steckdose deutlich erhöhen. Dabei würde aber wiederum das Problem auftreten • können, daß die Einschiebung des Steckers in die Steckdose erschwert ist, da üblicherweise Führungsnasen oder -zapfen vorhanden sind, die ein Einschieben der Kontaktstifte ausschließlich in einer einzigen Position des Kontaktstiftträgers ermöglichen.

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Mit der Erfindung wird ein Stecker für eine elektrische Steckvorrichtung geschaffen, der mit einem äußeren, verdrehbaren Drehring versehen ist. Dieser Drehring kann mit Verriegelungsmitteln versehen sein, die bei der Verdrehung des Drehrings mit entsprechenden Gegenstücken der Steckdose zusammenwirken und eine mechanisch feste und hochbelastbare Verbindung zwischen dem Stecker und der Steckdose sicherstellen.

Bei dem erfindungsgemäßen Stecker ist vorgesehen, den äußeren Drehring federnd in eine Grund-Drehstellung vorzuspannen. Bei Fehlen von äußeren Drehkräften nimmt der Drehring somit seine Grund-Drehstellung ein, in der er in bestimmter, definierter Lage bezüglich des Kontaktstiftträgers positioniert ist. In dieser Position kann der Stecker somit problemlos in eine zugeordnete Steckdose eingeführt werden, da sich sowohl die Führungseinrichtungen (Führungsnasen oder dergleichen) des Kontaktstiftträgerhalters als auch die mit entsprechenden Gegenstücken an der Steckdose in Wirkverbindung tretenden Komponenten des äußeren Drehrings in ihrer Grundstellung befinden. Beim vollständigen Einschieben des Steckers läßt sich dann durch Verdrehen des äußeren Drehrings in die gewünschte Verriegelungsposition die sichere Verriegelung zwischen Steckdose und Stecker erreichen.

Würde der äußere Drehring nicht in die Grund-Drehstellung vorgespannt, könnte der Fall auftreten, daß der äußere Dreh-

• ring relativ zu dem Kontaktstiftträger verdreht ist und somit bei beabsichtigtem Einführen des Steckers in eine zugeordnete Steckdose entweder auf die an der Steckdose vorhandenen, für das Zusammenwirken mit dem Drehring ausgelegten Komponenten aufläuft oder aber die Kontaktstifte nicht mit den zugeordneten Positionen der Stiftaufnahmen der Steckdose ausgerichtet sind. In beiden Fällen ist ein Einschieben des Steckers in die Steckdose nicht möglich. Demgegenüber wird mit der vorliegenden Erfindung der Vorteil erzielt, daß sich

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der äußere Drehring bei von der Steckdose abgenommenem Stekker stets in der Grund-Drehstellung befindet, es sei denn, es werden absichtlich äußere Drehkräfte aufgebracht. In dieser Grund-Drehstellung ist somit das Einschieben des Stekkers in die zugeordnete Steckdose völlig problemlos, ohne daß der Benutzer vorab bestimmte Justierungsmaßnahmen zur Sicherstellung korrekter Relativstellung zwischen Drehring und Kontaktstiftträger ergreifen muß.

Dieser Vorteil der Vorspannung des Drehrings in die Grund-Drehstellung läßt sich in einfacher Weise ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand erreichen. In bevorzugter Ausgestaltung wirkt zwischen dem Drehring und dem Kontaktstiftträger oder einem fest mit diesem verbundenen Halter eine Feder, die den Drehring in die Grund-Drehstellung vorspannt.
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In vorteilhafter Weise kann diese Feder eine Spiralfeder sein, die bevorzugt mehr als eine volle Windung besitzt. Eine solche Spiralfeder hat den Vorteil, daß sie zur Ausübung verhältnißmäßig starker Federkräfte imstande ist und dennoch lediglich äußerst geringes axiales und radiales Bauvolumen benötigt.

Vorteilhafterweise kann die Feder eine Blattfeder sein, was insbesondere bei Spiralfeder-Auslegung den Vorteil bringt, daß hohe Federkräfte bei relativ geringen radialen Wanderbewegungen der Federabschnitte bei einer Verdrehung ausübbar sind und auch keinerlei Gefahr einer gegenseitigen Verklem-• mung der einzelnen Federabschnitte besteht.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Stekker mit einem Anschlag versehen, an dem der Drehring in der Grund-Drehstellung anschlägt. Damit ist stets eine definierte Grund-Drehstellung vorgegeben. Die Feder ist hierbei vorzugsweise so dimensioniert, daß sie auch noch in dieser Grund-Drehstellung eine Drehkraft auf den Drehring ausübt, so daß dieser in der Grund-Drehstellung mit gewisser Kraft auf

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den Anschlag drückt und somit fest und stabil an dem Anschlag gehalten wird.

Dieser Anschlag läßt sich in bevorzugter, mechanisch stabiler und einfacher Weise durch eine in einer Ausnehmung mit begrenztem ümfangswinkel drehenden Nase erreichen, die fest entweder am äußeren Drehring oder an der der Drehring-Innenseite gegenüberliegenden internen Komponente des Steckers angeordnet ist. Der maximale Drehwinkel des äußeren Drehrings ist somit auf einen der Umfangslänge der Ausnehmung entsprechenden Winkel von beispielsweise vorzugsweise ca. 90 ⁰ beschränkt.

Der äußere Drehring ist in bevorzugter Ausgestaltung mit einer Verriegelungskomponente zur Verriegelung des Steckers mit der zugeordneten Steckdose versehen. Diese Verriegelungskomponente kann im bevorzugten Fall des Bajonettverschlusses als mindestens ein Schlitz ausgebildet sein, der in den Drehring eingearbeitet ist und axial und radial verlaufende Komponenten besitzt, so daß beim Einschieben des Steckers in die Steckdose und Verdrehen des Drehrings die entsprechenden, vorzugsweise nockenform!gen, an der Steckdose befindlichen Gegenstücke der Verriegelungseinrichtung entlang des oder der Schlitze gleiten und durch entsprechenden Eingriff mit den Schlitzen die notwendige Verriegelung bereitstellen. Durch Verdrehung des Drehrings in die Gegenrichtung läßt sich diese Verbindung anschließend wieder bei Bedarf in einfacher Weise aufheben, wonach der Stecker ab- - ziehbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckers,

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Fig. 2 eine entlang der Linie A-A in Fig. 1 gesehene Schnittans icht,

Fig. 3 entlang der Linie B-B in Fig. 1 aufgenommene Schnittansicht, und
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Fig. 4 eine Seitenansicht des Bajonettverschlußabschnitts.

Das in Fig. 1 im Längsquerschnitt gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckers umfaßt einen äußeren Drehring 1, der in der gezeigten Weise mit stufigem Querschnitt ausgebildet ist und in seinem kleineren Durchmesser aufweisenden, vorderen Abschnitt zwei Führungsrillen 3, 4 aufweist. Bei dem gezeigten Beispiel sind um den Umfang des Abschnitts 2 herum 3 Schlitze angeordnet, die außenseitig offen sind und ausgehend von der vordersten Seite des Drehrings schräg in Umfangsrichtung verlaufen. Beim Einschieben des Steckers in eine zugehörige Steckdose und Verdrehung des Drehrings 1 bewegen sich an der Steckdose angebrachte, radial nach innen vorstehende Vorsprünge oder Zapfen entlang dieser Rillen 3, 4, so daß sich ein Bajonettverschluß ergibt.

Am Übergang zwischen dem durchmesserkleineren Abschnitt 2 und dem übrigen, größeren Durchmesser besitzenden Abschnitt des Drehrings 1 ist eine Ringdichtung 5 angelegt, die beim Einschieben des Steckers in die Steckdose und bei der Ver drehung des Drehrings 1 dichtend an einer entsprechenden Vorderwand der nicht gezeigten Steckdose anliegt und zum • Staub- und Spritzwasserschutz der Stecker/Steckdosen-Kombination beiträgt.

Im Inneren des Drehrings 1 befindet sich ein Kontaktstiftträger-Halter 6, der einen zentrisch angeordneten Kontaktstiftträger 7 umgibt und abstützt. Der Kontaktstiftträger 7 ist in bekannter Weise vorderseitig mit Stiften 8 versehen, die rückseitig mit entsprechenden Schraubbuchsen zur elektrischen Verbindung mit Kontaktdrähten einstückig verbunden

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13-poliger Stecker
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sind.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen 13-poligen Stecker, so daß insgesamt dreizehn Kontaktstifte 8 vorhanden sind, von denen aber nur drei gezeigt sind.

Der rohrförmige Kontaktstifträger-Halter 6 ist axial soweit nach vorne verlängert, daß er über den Vorderrand des äußeren Drehrings 1 hinausragt und sich an dessen Vorderseite abstützt. Damit umgibt der Kontaktstiftträger-Halter 6 auch die Kontaktstifte 8 auf ihrer gesamten Länge, so daß diese nicht nach außen vorstehen und gegenüber mechanischer Beschädigunsgefahr geschützt sind.

Der Kontaktstiftträger-Halter 6 ist an seinem Innenumfang im Bereich der Kontaktstifte mit einem langgestreckten, axial verlaufenden Vorsprung 9 versehen, der als Führungsnase beim Einschieben des Steckers in die zugehörige, mit einer entsprechenden axialen Ausnehmung für die Aufnahme des Vorsprungs 9 versehenen Steckdose dient. Da der Kontaktstiftträger-Halter und der Kontaktstiftträger 7 drehfest miteinander verbunden sind, wird durch den Vorsprung 9 sichergestellt, daß der Stecker lediglich in einer einzigen, bestimmten Drehstellung des Steckers, d. h. des Kontaktstiftträger-Halters 6 und des Kontaktstiftträgers 7 in die Steckdose eingeführt werden kann.

Die drehfeste Verbindung zwischen dem Kontaktstiftträger-• Halter 6 und dem Kontaktstiftträger 7 wird durch einen weiteren, an der Innenseite des Kontaktstiftträger-Halters 6 angeordneten, axial verlaufenden Vorsprung 10 erreicht, der in eine entsprechende axiale Ausnehmung des Kontaktstiftträgers 7 eingreift.

Der rohrförmige Kontaktstiftträger-Halter ist auf seiner Rückseite mit einem gleichfalls rohrförmigen Verlängerungsstück 11 verschraubt oder in sonstiger Weise fest verbunden,

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das einen internen Hohlraum für die Herstellung der Verbindung zwischen den Kontaktstiften des Kontaktstiftträgers 7 und den Adern eines nicht gezeigten elektrischen Kabels bereitstellt. Das Verlängerungsstück 11 ist auf der Steckerrückseite mit einer Kabelführung 12 verschraubt oder in sonstiger Weise verbunden, die rückseitig einen sich trichterförmig öffnenden Kabeltrichter 13 für die knickfreie Einführung des nicht gezeigten Kabels aufweist. Die Kabelführung 12 ist mit einer Kiemmanschette 14 für die Festklemmung des Kabels versehen und weist zudem einen internen, zylindrischen Einsatz 15 für den Kabeldurchtritt auf.

Der äußere Drehring 1 ist relativ zum Stecker, d. h. insbesondere zum Kontaktstiftträger 7, verdrehbar, und stützt sich bei seiner Verdrehung an der Außenseite des vorderen zylindrischen, die Kontaktstifte 8 umgebenden Bereichs des Kontaktstiftträger-Halters 6 sowie auf einem ringförmigen, elastischen Element 16 im Bereich des dem Steckerende zugewandten rückseitigen Abschnitts des Drehrings 1 ab. Weiterhin liegt der Drehring 1 mit seiner rückseitigen Stirnfläche an einem Zwischenstück 17 an, an dem er bei einer Drehung entlanggleitet. Das Abstützelement 16 besitzt hierbei im Querschnitt V-förmige Gestalt, um den Drehring zentrisch nach außen zu drücken und hierdurch eine Zentrierwirkung auszuüben.

Um bei fehlender Drehkraftbeanspruchung des Drehrings 1 eine Rückstellung desselben in eine Grund-Drehstellung zu errei-■ chen, ist der Drehring 1 in diese Grund-Drehstellung federvorgespannt. In der Grund-Drehstellung befindet sich der Drehring 1 in einer derartigen Orientierungslage, daß die an der Steckdose angebrachten Verriegelungselemente mit den Verriegelungskomponenten des Drehrings, d. h. den Rillen 3, 4, beim Einschieben des Steckers in Eingriff treten können, wobei der längliche Vorsprung 9 mit der entsprechenden Ausnehmung der Steckdose ausgerichtet ist und somit die Steckstifte in die zugehörigen Kontaktbuchsen korrekt eingeschoben

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werden. Diese Federvorspannung wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Spiral-Blattfeder 18 bewirkt, die zwischen dem Drehring 1 und den drehfesten Komponenten des Steckers angreift. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die Feder 18 zwischen der Innenseite des Drehrings 1 und der Außenseite des Kontaktstifträger-Halters 6 im vorderen Bereich des Kontaktstiftträgers 7.

Die Feder 18 ist mit einem Ende fest mit dem Drehring 1 und mit dem anderen Ende fest mit dem Kontaktstiftträger-Halter 6 verbunden und übt auf den äußeren Drehring 1 kontinuierlich eine Rückstellkraft aus, die diesen beständig in die Grund-Drehstellung und über diese hinaus zu bewegen versucht. Da in der Grund-Drehstellung jedoch ein Anschlag vorgesehen ist, ist eine Weiterbewegung des Drehrings 1 über diese Grund-Drehsteilung hinaus nicht möglich. Diese Anschlagwirkung ist in Fig. 2 näher veranschaulicht. Die Federkraft ist so bemessen, daß eine manuelle Verdrehung des Drehrings 1 in Richtung der Erhöhung der Feder-Rückstellkraft ohne übermäßigen Kraftaufwand möglich ist. Damit ist ein Eindrehen des Drehrings 1 in die Verriegelungsposition möglich, ohne daß unangenehm hoher Kraftaufwand nötig ist oder die Gefahr einer selbsttätigen Rückstellung des Drehrings 1 in die Grund-Drehstellung während der Verbindung des Steckers mit der Steckdose gegeben ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist im Abschnitt 2, d. h. im vorderen Teil des Drehrings, eine radial nach innen weisende • Ausnehmung 19 vorhanden, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. In die Ausnehmung 19 ragt eine Nase 20, die einstückig an der Außenseite des Kontaktstiftträger-Halters angebracht ist. Bei einer Relatiwerdrehung zwischen dem Drehring 1 und dem Halter 6 bewegt sich die Ausnehmung 19 relativ zur Nase 20. Aufgrund der Länge der Ausnehmung 19 ist somit der maximale Drehwinkel festgelegt, um den sich der Drehring 1 verdrehen kann, bevor die Nase 20 in Anlage mit der seitlichen Endwand der Ausnehmung 19 gelangt. Beim gezeigten

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Ausführungsbeispiel beträgt der maximale Drehwinkel 90°.

In der in Fig. 2 gezeigten Drehstellung befindet sich der Drehring 1 in der Grund-Drehstellung, bei der die linksseitige Seitenwand der Ausnehmung 19 und die Nase 2 0 einen Anschlag bilden, der eine Drehung des Drehrings 1 über die Grundstellung hinaus sperrt. In Fig. 2 zeigt ein Pfeil A die Richtung an, in der der Drehring 1 entgegen der Federkraft manuell zu verdrehen ist, um eine Einkopplung mit den entsprechenden Verriegelungselementen der zugehörigen Steckdose zu erreichen. Die Federkraft der Feder 18 wirkt somit entgegen der Richtung des Pfeils A und versucht den Drehring 1 stets in die Grund-Drehstellung zu ziehen.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Stecker gemäß Fig. 1 entlang der Schnittebene B-B, d. h. im Bereich der Feder 18, gezeigt. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, besitzt die Feder 18 in der Grund-Drehstellung einen Umschixngungswinkel von mehr als einer Windung. Wie gezeigt, handelt es sich um ca. 1,75 Windungen. Bei maximaler Verdrehung des Drehrings in die der Grund-Drehstellung gegenüberliegende Dreh-Anschlagstellung wird die Feder um ca. eine Viertelwindung weitergespannt, so daß die Spriralfeder in diesem Zustand ca. 2 Windungen besitzt. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, sind die Enden der Spiralfeder 18 hakenförmig umgebogen und greifen in den Halter 6 bzw. in den Drehring 1 ein.

In Fig. 4 ist eine seitliche Draufsicht auf den Bajonettver-• schlußabschnitt des Steckers dargestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind am Außenumfang des Abschnitts 2 drei RiI-len 3, 4, 4' in gleichen Winkelabständen von 120° um den Umfang des Abschnitts 2 herum verteilt. Wie anhand der Rille 3 im einzelnen gezeigt ist, besitzt jede Rille einen Einlaufabschnitt 3a, der in axialer Richtung verläuft und für das Einlaufen des zugehörigen Vorsprungs des Bajonettverschlußab-Schnitts der Steckdose nach außen mündet. Der Einführabschnitt 3a verläuft im wesentlichen konisch, um die Einfüh-

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rung des Steckers in die Steckdose zu erleichtern, wobei der Konizitätswinkel ca. 10% beträgt. Der Einführabschnitt 3a geht dann in einen im wesentlichen in der Draufsicht geradlinigen Abschnitt 3b über, der in einem Winkel von ca. 15° zur Radialebene verläuft und an seinem Ende stufenlos in einen in der Radialebene verlaufenden geradlinigen Abschnitt 3c übergeht. Der geradlinige Abschnitt 3c ist an seinem anderen Ende mit einer durchmesservergrößerten Ausnehmung 3d versehen, deren minimaler Abstand zur Vorderseite des Steckers geringer ist als derjenige zwischen dem Abschnitt 3c und der Stecker-Vorderseite. Der Abschnitt 3d stellt somit eine Rastwirkung für den in die Steckdose eingeführten Stecker und den jeweils in der Rille aufgenommenen Vorsprung des Bajonettverschlußabschnitts der Steckdose bereit, so daß eine unbeabsichtigte Lockerung oder Verdrehung des Steckers gehemmt ist. Die Gestaltung der anderen Rillen 4, 4' ist gleichartig wie diejenige der Rille 3.

Der erfindungsgemäße Stecker zeichnet sich somit durch automatische Rückstellung des Steckers in die Grund-Drehstellung aus, so daß der Stecker problemlos in korrekter Lagezuordnung zwischen Drehring und internen Steckerkomponenten in die zugeordnete Steckdose einführbar ist.

Claims (1)

1. Ansprüche

   Stecker für eine mehrpolige elektrische Steckvorrichtung, insbesondere für den elektrischen Anschluß von Kraftfahrzeuganhängern, mit einem relativ zu einem internen Kontaktstiftträger (7) verdrehbaren äußeren Drehring (1), der federnd in eine das Einschieben des Steckers in eine zugeordnete Steckdose erlaubende Grund-Drehstellung vorgespannt ist.

   2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehring (1) und dem Kontaktstiftträger (7) oder einer drehfest mit dem Kontaktstiftträger (7) verbundenen Steckerkomponente (6) eine Feder (18) angeordnet ist.

   3. Stecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18) eine vorzugsweise mit mehr als einer vollen Windung versehene Spiralfeder ist.

   4. Stecker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Blattfeder ist.

   5. Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (19, 20) vorhanden ist, an dem der Drehring in der Grund-Drehstellung anliegt.

   Stecker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kontaktstiftträger (7) oder einem mit diesem drehfest verbundenen Halter (6) eine axial vorstehende Nase (20) oder eine in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung (19) vorgesehen ist und an dem Drehring (1) eine mit der axial vorstehenden Nase zur Bildung des Anschlags zusammenwirkende, in Umfangsrichtung verlaufen-

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   de Ausnehmung oder aber eine in die in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung des Kontaktstiftträgers (7) bzw. Halters (6) hineinragende Nase angebracht ist.

   7. Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehring (1) mit einer Verriegelungskomponente (3, 4) zur Verriegelung des Steckers mit einer zugeordneten Steckdose versehen ist.

   8. Stecker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Verriegelungskomponente durch Rillen (3, 4) gebildet ist und die Verriegelung als Bajonettverschluß ausgebildet ist.

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